浅析建筑结构中的抗震设计

1、    浅析建筑结构中的抗震设计    毛屹峰 摘要:近年来，全球频繁发生重大灾难性的地震，如：我国四川省汶川县大地震、青海玉树县地震以及国外海地大地震等。这些地震的发生，给国家带来了严重的经济损失和人员的重大伤亡。其实，地震是可以预测到的灾害，那么造成这种严重后果的不单单是地震本身，而是在地震过程中，建筑物的破坏导致人员的伤亡和经济损失。那么对建筑物如何实行抗震措施，提高建筑结构承受地震力的作用，是我们需要迫切研究的问题。关键词：建筑结构；抗震措施；全过程分析中图分类号：tu973+.31文献标识码：a 文章编号：前言：在我国，建筑结构中的抗震设计是系

2、统、全面的过程，它覆盖了建筑物从开始选址到建筑的设计、再到抗震设计的所有阶段，以抗震的思想结合多种抗震措施实现最终抗震的目标。一、 全过程的抗震设计1、 建筑物场地的选址.建筑物场地的选址是进行抗震分析的第一步。在选址时,应根据工程自身的特点及工程的需要结合工程地质勘查资料和相关地震活动的情况进行综合分析，不同的场地，应对天然地基的承载力进行分析，掌握不同土质、土层的相关指标特征。如：土层为软土层，则应对其震陷、震动液化可能性和其他特点进行分析，在施工中，还可根据土层自身的优缺点采取相应的措施进行基础处理，保证地基基础满足建筑物的承载力以及抗震的需要。此外，在有地震断裂的范围内构件建筑物时，一

3、定要根据其已发生过地震的烈度、时间和土地的厚度来进行避让处理或进行特殊处理。在进行基础设计时，还应符合几个原则，首先对于同一个结构单元的建筑基础应尽量设在在同一性质的地基上。其次同一结构单元的建筑物必须使用同种地基基础形式。第三是地基的液化、软弱粘性土、新近填土，在进行建筑结构设计中应充分估计地基不均匀沉降和其他不利影响，并采取相应的措施。2、 建筑平面和立面位置应有利于抗震在对建筑结构抗震设计方案进行选择时应按照有“规则性”的原则，影响建筑结构抗震的因素很多，其中建筑平面和立面的位置是其中一个很重要的因素。（1）按照概念设计的思想，建筑结构应保持“规则性”的原则，建筑的平立面刚度和质量分布力

4、求对称，如果不按对称性原则，使建筑的刚度和质量分布不对称，就会造成扭转振动，从而造成比较严重的后果。所以，整个建筑或建筑单元应力求保证建筑的刚度和质量的对称，尽量使刚度和质量的偏心达到最小的效果。（2）建筑的质量和刚度变化要保持均匀。建筑的质量和刚度在竖向分布上往往呈现不均匀的现象，那么，在发生地震时，地震对建筑结构的上部和下部的作用力不同，使收进处的凹角内部产生应力集中。因此，在进行设计时，应采取相应的措施对这种情况进行控制。（3）建筑的外形要简单规则。外形简单规则的建筑结构，内部构造简单、受力明确，在设计时，容易分析发生地震时产生的反应及内力分析。所以，这类建筑在遭受地震危害时，产生的损害

5、程度相对比较小。相反，外形复杂不规则的建筑结构，在发生地震时，易发生应力集中和变形集中的情况，形成薄弱环节，造成比较严重的后果。3、 抗震结构体系如何正确选择抗震结构体系选择的正确与否是决定建筑结构抗震性能高低的主要因素，体系结构的选择应充分考虑这些主要因素并结合工程自身的特点、施工技术和经济条件，对于准确的计算简图和合理的地震传递途径也是必备的条件，在具备以上重要的因素之外还应尽量满足以下几种要求：（1）在材料的选择上，要尽量降低本身的自重。（2）刚度和强度分布的合理性建筑结构的刚度和强度应尽量均匀合理分布，以防止产生局部削弱和突变而形成薄弱环节，造成局部破损导致整体的破坏。其次，在抗震结构

6、体系中，还应重点考虑整个建筑结构和连接部位的延性。4、 多道抗震防线的设置一个好的建筑结构体系应由多个延性较好的构件或结构通过连接成为一个可以共同工作的整体，以避免部分构件损害导致整个结构体系的破坏。一般情况下，框架抗震墙结构中第一道抗震防线的设计，应选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者轴压比不太长的构件，在发生地震时，抗震墙首先遭到破坏，刚度逐渐有所降低而部分退出工作并吸收了一部分地震的能量后，就进入到由框架组成的第二道防线。5、 在抗震计算中的延性的重要性延性控制有两个方面的要求：一是所研究的部件在预定部位达到屈服强度时的变形量。二是变形量逐渐增大到预期值时，构件是否还具备应由的承载

7、力，为了在建筑结构设计中，保证构件的延性，避免因为延性的不足而导致构件的破坏，可按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱，或者采用配筋砌体和组合砌体柱的方案，在使用钢筋混凝土结构中合理的进行钢筋配置和尺寸的选择，避免混凝土的受压破坏在钢筋达到屈服之前，以致于出现局部或整个构件的失稳的情况。二 、建筑结构在抗震中的控制设计1、 机构控制框架和抗震墙结构在倒塌时具有多种特征，在对某种特征进行分析的基础上控制破坏机构，使在发生破坏机构形式时，建筑物或构件达到充分发挥延性的作用并且拥有足够的刚度。要想实现这两种目标，采取的方法是在特定的位置设置一定数量的人工塑性铰。提高塑性铰的要求并对重点区域进行及时控制，使

8、得在发生强地震时形成最佳耗能机构，在多层和高层的建筑结构中，如何确定人工铰的构造、数量、布置顺序是方案实施的关键步骤。2、 梁的延性设计延性和耗能对建筑的抗震能力有很大的影响，利用这一特点我们在梁内设置直腰筋和交叉钢筋，会提高梁端抗震性能，特别在剪跨比小的梁中，延性和耗能都有一定程度的提高。比如：连梁剪跨比为5时，延性和耗能比较好，连梁梁端相对竖向位移的延性系数在8以上，当连梁跨高比降为1时，延性系数降为5，导致耗能很小，最后形成弯剪破坏。抗震墙的刚性连梁，跨高比一般为1左右，要使其在弹性阶段正常工作，则需要采取一定的措施。措施一是梁高的一半处的中性平面上留一条水平缝，在缝的上下两侧位置埋设钢

9、板，钢板上留有螺栓孔，最后用高强螺栓将其连接而成。在发生竖载、风载和小震下，在高强螺栓的作用下，不仅使连梁的刚度不变，还保证了再弹性阶段内进行工作，在发生强地震时，两版之间相对滑动，并使跨高比为1 的连梁变成两根跨高比为2的小梁共同工作。3、 新型复合材料结点仅靠增加箍筋来提高结构的抗震性能的效果不显著，还会给工人施工带来许多困难，那么，建筑业的学者们开始把研究的方向指向了新型结点，以钢纤维砼和劲性砼梁柱节点效果较好。这种结点的优点是使劲性钢材或钢纤维与砼共同工作，大大的改善了节点区砼的受力性能，使延性和耗能也有显著的提高。三、 结论资料统计，全球每年发生约500万次地震，而我国占高达1/3的比例，可以看出我国是地震发生比较频繁的国家，地震的发生造成了人民大众生命财产的损失，也严重制约了我国经济的发展。通过多次发生的地震灾害表明,建筑物的破坏是城市地震灾害中最主要的形式，所以，在我国无论是普通民众还是建筑行业的专业人士对建筑结构的抗震防震性能也越来越重视，我国逐渐开始对建筑物从选址到建筑抗震设计的全过程进行抗震分析和控制，并且结合实际的工程特点和施工方法进行抗震的研究，并取得了很大的研究成果，对于建筑结构中的抗震设计是我国建筑结构设计的一项重要工作，对它的研究对我国具有重大意义。参考文献：1